CO2削減っちゃ！

太陽電池〜ソーラー電池はもともと、
人工衛星や、灯台など、修理が出来ない場所での電力確保のために開発されたものです。
一般の住宅用に開発されたものではありません。

人工衛星の修理は一度、宇宙にいってしまったら、
わざわざ宇宙飛行士が出かけていかない限り不可能です。
灯台にしても、今は基本的に無人ですから、
太陽電池が頻繁に故障して修理が必要だということになれば
夜間に海岸線を示すものがなくなり大変な船の事故につながります。

あるメーカーの太陽電池は1978年から現在まで143基の人工衛星についていますが、
今までにほとんど不良品もないそうです。
また1966年に付いた尾上島灯台を皮切りに1585ヶ所の灯台についていますが、
こちらも同様に不良品がないそうです。

太陽電池の原材料は半導体ですが、これは半永久的に使えるものです。
また、表面の強化ガラスやアルミの枠についても半永久品です。
太陽電池パネルの部品はこの３つが中心で、複雑な部品はありません。
このことが故障の原因を極力少なくすることに役立っています。

ただ、電気の変換装置（パワーコンディショナ）の耐久年数は15年ほどといわれています。
しかし、これは一部の部品交換で対処できる場合がほとんどです。
今後、太陽光発電の普及率の上昇にともなって部品コストも下がっていくと考えられますので、
太陽電池が15年後の大きな負担になることは無いと思います。

太陽電池は、小さなものも使われるようになってきました。
郵便ポストの上に小さなパネルが乗っているのを見た事がある人もいると思います。
このように、電力供給のための、大規模なインフラを整備しなくても、
スポット的に使えるのも太陽電池のメリットです。

大きなインフラ整備が経済的に難しい途上国の小さな村とか
キャンプのような地でも活用できます。

太陽光発電には自立運転機能というものが付いています。
太陽が照っている時であれば、停電していてもある程度の電気が使えるのです。

大地震などの災害の現場でも、太陽電池で少量でもいち早く電力を確保して
ラジオなどの通信機器を動かし、情報を的確に得るなどの機動性も期待できます。  

太陽電池（ソーラー電池）は半導体の一種です。
太陽の光エネルギーを直接電気に変えます。
太陽光を受けている間だけ電気を発生する太陽光発電装置です。

この太陽電池の技術は1954年にアメリカで発明されました。
その後、人工衛星に搭載されて人工衛星に必要な電力を供給したりしてきました。

太陽電池は、地球温暖化の原因となる二酸化炭素や有害な排気ガスを出しません。
太陽がある限り発電をし続ける、全くクリーンで確かな発電装置です。

これまでの技術開発により、光から電気にかえる効率(変換効率)が向上し、
コストも下がってきたため、一般家庭用の電源としても普及し始めました。

太陽電池のうち、現在最も多く使われているのはシリコン太陽電池です。
この太陽電池では２つのシリコン半導体を重ね合わせて使用しています。
発電のために、性質の異なるｎ型シリコンとｐ型シリコンを重ねることが有効なのです。

太陽電池には、使われる半導体によっていろいろ種類があります。
大きくはシリコン系と化合物系他があります。現在の主流はシリコン系です。

さらに、シリコン系の半導体には、結晶系と薄膜系の２種類があります。

結晶系はシリコンを溶かして固めた後、スライスした基板を用いて作ります。
薄膜系はガラスなどの上にプラズマなどを利用して
非常に薄いシリコンの膜を形成することで作ります。
薄膜系には、大きな面積のものを大量に作れるというメリットがありますが、
変換効率や信頼性の面においては、まだ結晶系シリコンに劣っています。

「変換効率」というのは、光から電気に変える効率のことです。
現在使われている太陽電池の変換効率は、10〜20％程度です。  

太陽光発電システムでは、
石油のような化石燃料を燃やすこともなく
原子力発電のように制御や廃棄物に高度な管理を必要とすることもなく、
自然をほとんど汚さずにエネルギーを作り出すことが出来るというメリットがあります。
クリーンエネルギーとして注目されているのです。
CO2削減にはすぐれた手段でしょう。

自然の力を上手に活用しながら豊かな生活をする。
そんな暮らしの中に新たな喜びが生まれると思いませんか。

石油や石炭を燃やして電気をつくる火力発電が60%を占めている現在の日本。
石油や石炭を燃やすと地球温暖化の原因になる二酸化炭素が排出されます。
二酸化炭素の排出量の増加は、地球環境へ様々な影響を及ぼし、
異常気象や砂漠化、北・南極の氷を溶かし海面の水位の上昇などを引き起こす原因となっています。

太陽光発電は、太陽から発せられる膨大なエネルギーを利用して電気をつくります。
太陽が照っている間は使えるので、地球に暮らす私たちには、
永久に使えるエネルギーと言ってもいいでしょう。無尽蔵なわけです。
環境にもやさしいクリーンなエネルギーで、石油や石炭のように枯渇の心配もなく、
発電の際、地球温暖化の原因となる二酸化炭素も排出しません。

太陽光発電が普及すること。
みんなが節電をしたりして、火力発電の割合が小さくなること。
そのことが、排出される二酸化炭素も減らし、
結果として地球温暖化防止に貢献することができます。

ちなみに太陽光発電1kwシステムがあると、
スギの木約47本が吸収する量の二酸化炭素を削減、
石油消費量を約13本（18リットル）削減できる計算になります。  

ソーラー発電の経済的メリットは見逃せません。
太陽電池は設置に費用がかかるのですが、一度設置すると様々なメリットがあります。
まず経済的なメリットです。

太陽光発電では、当然、太陽が出ている昼間の発電量が多いです。
太陽の出ていない夜間や、暗い雨の日などは発電量は少なくなります。

昼間は太陽光発電で必要な電力がまかなえる上に
多くの電気が余りますので、その分は電力会社に売電します。
余った電気は電力会社に売ることができるというわけです。

毎月、電力会社がメーターを検針し、
売った分の電気代は客の口座に入金されます。

太陽光のない、もしくは少ない夜間や雨の日などは
従来通り電力会社から電気の供給を受けることができます。

時間帯別電灯契約というシステムがあり、これを利用すればさらにお得になります。
昼間の電気は高く売り、夜間は割安な電気を購入することができるというシステムなので、
予想以上の経済効果を発揮します。
また、売買は自動的に行われますので面倒な操作などは一切ないのも嬉しいですね。

時間帯別電灯契約というのは、
電気使用量を昼間・夜間と分けて計算する電気料金システムのことです。
通常料金と比較すると、昼間は割高（30％アップ）、夜間は割安（70％オフ）になります。
これで電気料金の大幅な節約が期待できるのです。  

ソーラー発電、つまり、太陽光発電とは
ソーラー電池（太陽電池）に太陽の光を受けることで、そのエネルギーを電力に変え利用するものです。
ソーラー発電システムは、太陽の光を電気(直流)に変えるソーラー電池と、
その電気を直流から交流に変えるインバータなどから成っています。

無尽蔵と思われるほどの太陽からの光。
CO2削減という立場からも、クリーンエネルギーとして注目です。

日本で現在多く利用されている住宅用のソーラー発電システムでは、発電した電気はまず自分の家で使います。
電気が余った時には電力会社からくる配電線に戻し、
電気が不足する夜間や雨天時には配電線から電気の供給を受けます。
この配電線に戻した電力は、電力会社が買い取るという仕組みをとっています。

3KWのソーラー発電システムがあれば、一般の住宅では、
使用される電力の７割がまかなわれるとされています。
そのためには、屋根におおよそ24〜30ｍ2の面積の太陽電池が必要です。
１年間には、3200KWh程度の電力が得られることになり、
18リットルのポリタンク50本分の石油が節約できる計算になります。

ソーラー発電は、そもそも太陽の光を利用するので、発電のための燃料が不要です。
本質的には安価な発電設備といえるでしょう。
しかし、太陽電池などの製造コストが現在ではまだ高いので、
火力発電などと比べると
発電コスト(設備の費用などから計算するコストで電気代に相当するもの)が高いので、
利用が制限されているのが現状です。

ソーラー電池の価格が下がれば、ソーラー発電の普及が大きく進むことは確かです。
太陽電池の価格は技術開発や大量生産によって年々下がってきているので、
今後、住宅用や工場・商業ビル・公共施設などに太陽光発電はますます広がっていくと考えられます。  

CO2削減やエコ、省エネのために注目を集めている技術はいろいろあります。
バイオガソリンもその一つですが、意外なことが分ってきました。
バイオ燃料の生産と利用の拡大は温室効果ガスの排出を減らすよりも
増やす恐れがあることをノーベル賞化学者のポール・クルッツェン氏が率いる
新たな研究が発見したというのです。

CO2削減がさかんに言われるようになったのは、
もちろん地球温暖化をなんとか食い止めようとしているからです。
地球温暖化と言えば、CO2ですね。
しかし、CO2だけではありません。
CO2の他にも地球温暖化に関係のある気体があります。
窒素酸化物やメタンです。
N2O、一酸化二窒素、もしくは亜酸化窒素。
大気中の濃度はCO2に比べればかなり少ないのですが
これはCO2の実に200〜300倍もの温室効果があると言われています。

そして、バイオ燃料の多くが、このN2Oを多く放出するのです。

ヨーロッパのバイオ燃料の80％を占める菜種ディーゼルについては、
N2O排出による地球温暖化の効果は、
化石燃料節約による温暖化抑止効果の1倍（同等）から1.7倍と計算されています。
米国で支配的なトウモロコシ・エタノールでも0.9倍から1.5倍となり、
サトウキビ・エタノールだけが0.5から0.9で、辛うじて温暖化抑止になるそうです。  

屋上緑化の実験は平成15年の夏によい観測結果が得られたのです。
この年は冷夏でしたが、屋上緑化の効果は確かめられたのです。

●薄層屋上緑化技術で、大気の温度上昇を抑える効果が確認されました。

屋上緑化をした区画では、植物や土壌から水分が蒸発します。
このとき熱が奪われるので、大気を暖める熱（顕熱）や
階下に伝わる熱（伝導熱）が減ります。

日中、緑化しない区画は、表面温度が約55℃になりました。
屋上緑化した区画は約30℃！
25℃にも及ぶ温度差が出たのです。
これは、建物のコンクリートに伝わる熱量が約1/5に減ったことによるものです。
　　　　　　
屋上緑化では、植物に水をやるわけですが、水をやる頻度を減らしたときにも、
ヒートアイランドを抑制する効果が見られました。
芝の場合、頻繁に散水を行わなかった区画でも、
散水を実施した区画と同じ程度の蒸発効率を示したのです。

屋上緑化の効果については、既にいくつものシミュレーションが行われ、
緑化対策を実施すれば、東京の夏の平均気温が下がることが報告されています。

しかし、屋上緑化によるヒートアイランドについては、
温度のデータだけでなく
建物への熱の出入り（熱収支）を含めて総合的に観測する必要があるでしょう。
この事例はまだ数例しかなく、それも実験規模は小さなものです。
ヒートアイランドについてはもう少し実証が必要なようです。  

屋上緑化を考える上でとても大切なポイントの1つは防水です。
屋上緑化をする上でここには十分な配慮が必要です。

建物にとって、防水層は欠かせないものですが
建物の構造や規模により、種類が異なります。

現在よく使用される防水の種類には下記のようなものがあります。

●塩ビシート防水
住宅メーカーの鉄骨系住宅に多く採用されています。
厚さ2mm、幅1mの防水シートを溶剤や熱で溶着し、
屋上全面に防水層を形成します。
鉄骨や木造の戸建住宅でよく使われています。
屋上緑化をする場合は、露出工法が一般的なため、
施工中の損傷を防ぐ保護シートを施します。

●アスファルト防水
幅1mのアスファルトルーフィングを溶かしたアスファルトで接着、
この作業を2〜3回繰り返し、厚さ8〜10mmの防水層を形成します。
RC造やSRC造によく採用されます。
屋上緑化をする場合は、植物の根の進入を防ぐために防根シートを施します。

●FRP防水
主として液状の不飽和ポリエステル樹脂に
ガラスマットなどの補強材を一緒に塗りこんだ防水層です。
防水の厚さは2mm程度で、
表面に耐候性を確保するためにトップコート塗装がされています。
硬質で耐衝撃性が高く、耐根性もある防水です。

●ウレタン塗膜防水
ポリウレタンを主成分とした防水材で、防水層の厚さは2〜3mmです。
表面にグレーやグリーンのカラートップコート塗装がされています。
その施工性から、改修用防水層としてよく採用されますが、
芝生など全面的な屋上緑化には適していません。

屋上緑化をする場合は、防水の種類によって、耐根対策や保護の方法が違います。
たとえ新築や防水改修を終えたばかりの建物であっても、
そのままでは屋上緑化ができないこともあります。

とくに、築10〜15年の防水改修には、ウレタン塗膜防防水が多く、
屋上緑化を断念される方が多いようです。

屋上緑化に対しては
理解と知識、経験のある専門会社や建築士、工務店にきちんと相談した上で
緑化計画を立てることをおすすめします。